复杂油气藏开发方案实施中的刚性及弹性原则.pdf

第 3 4卷 第 4期 2 0 1 2年 7月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DRI L LI NG PR0DUCT1 0N TECHN0L0GY Vo 1 ． 3 4 No ．4 J u l y 2 0 1 2 文章编号 1 0 0 0 7 3 9 3 2 0 1 2 0 40 0 5 7 0 4 复杂油气藏开发方案实施 中的刚性及弹性原则 邹鸿雁 1 ． 中国海洋石油总公 司， 北京 1 0 0 0 2 7 ；2 刘广为 王 芳 林金浩 蒋东坤 中国石油 大学石 油工程 学院， 北京1 0 2 2 4 9；3 ． 韦庆顺 q - 国石 油华北油田分公 司， 河北任丘0 6 2 5 5 2 引用格式邹鸿雁， 刘广为， 王芳， 等 ． 复杂油气藏开发方案实施 q - 的刚性及弹性原则 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 1 2 ， 3 4 4 5 7 6 0． 摘要 油气藏开发方案是 油气田开发 中的纲领 性文件 ， 方案的 实施 具有权威性及原则性 ， 但是 方案制定过程 中所依据 的探 井及评价井资料的有限性及某些不确定性 ， 决定了方案实施过程既要具有刚性部分， 也要具有弹性部分。从开发方式和技术政 策等方面对开发方案实施中的刚性内容进行 了阐述 ， 对造成复杂油气藏开发方案中的储量评价、 井型井网部署、 产能预测、 合理 配产、 采收率预测偏差的因素进行 了分析， 指 出在开发方案实施过程， 根据油气藏工程理论及方法， 适时调整原方案中的措施及 部署是非常必要的。 关键词复杂油气藏；开发方案实施 ；刚性弹性 中图分类号 T E 3 2 文 献标 识码 A Ri g i d a n d e l a s t i c pr i nc i p l e s i n t he de v e l o pme n t pr o g r a m f o r c o mp l e x r e s e r vo i r Z O U H o n g y a n ， L I U G u a n g w e i ， W A N G F a n g ， L IN J in h a o ， J IA N G D o n g k u n ， W E I Q i n g s h u n 1 ． C NOOC C h i n a Na t i o n a l O f f s h o r e O i l ， Be ij i n g 1 0 0 0 2 7 ， C h i n a ； 2 ． C o l l e g e o fP e t r o l e u m E n g i n e e r i n g ， C h i n a U n i v e r s i ty o f P e t r o l e u m， B e ij i n g 1 0 2 2 4 9 ， C h i n a ； 3 ． Hu a b e i O i lfie l d C o ． ， R e n q i u 0 6 2 5 5 2 ， C h i n a Abs t r ac t De v e l o pme n t p r og r a m i s t he c r i t i c a l g ui d a nc e f o r r e s e r vo i r d e ve l o pme nt ．I mpl e me nt a t i on o ft he p r o g r a m h a s t he a ut hor - i t y a n d t h e p r i n c i p l e ． Ho we v e r , wi t h l i mi t e d e x p l o r a t o r y d a t a a n d s o me u n c e r t a i n t y , i mp l e me n t a t i o n o f t h e p r o g r a m h a s b o t h r i g i d p a r t a n d e l a s t i c p a rt． Ri g i d p a rt s o f d e v e l o p me n t p r o g r a m we r e d e s c rib e d i n a s p e c t o f d e v e l o p m e n t me t h o d s a n d t e c h n i q u e s ． T h e c a u s e s o f t h e d e v i a t i o n s i n o r i g i n a l r e s e r v e s e v a l u a t i o n ， we l l p a t t e m d e s i g n ， p r o d u c t i v i ty p r e d i c t i o n ， p r o d u c t i o n a l l o c a t i o n a n d r e c o v e ry p r e d i c t i o n we r e a n a l y z e d ． He n c e ， b a s e d o n r e s e rvo i r e n g i n e e r i n g t h e o ry a n d me t h o d s ， a d j u s t me n t o f t h e me a s le s a n d d e p l o y me n t i n t h e o r i g i n a l p r o pos a l i s n ec e s s a ry i n t he i mpl e me n t a t i o n o f t he de ve l o pme n t p r o g r a m ． Ke y wo r d s c o mp l e x r e s e rv o i r ； i mp l e me n t a t i o n o f d e v e l o p m e n t p r o g r a m ； rig i d p r i n c i p l e s ； e l a s t i c p r i n c i p l e s 油气 藏开发 方案是 油气 田开发 中的纲领性 文 件 ， 每个油气 田的开发必须按 照开发方案进行。但 是 ， 在方 案实施过程 中 ， 不少油气 藏储层分 布、 油气 水关系 、 储量及生产特征等会 出现差异 ， 有些还差异 巨大 。 。对于这些油气 田， 如果严格执行开发方案 可能会明显影响开发效果 。如开发过程 中出现复杂 的油气水关系将使生产压差受到限制 ， 储层分布发 生较大改变将使产能预测出现偏差 。因此在开发 方案实施过程中， 需要在不 同的开发 阶段 、 不同的生 产状况下 ， 区分哪些技术环节需要严格执行开发方 案 ， 哪些技术则要灵活执行方案 。 1 开发方案实施中的刚性原则 1 ． 1 建立开发方案的权威意识 油 田开发方案编制从油藏描述着手 ， 通过油气 藏储量 的计算和复核、 油藏工程研究 、 钻采工艺 、 地 面工艺设计 、 经济评价 、 HS E 健康 、 安全 、 环境 等工 作 ， 在综合分析技术和经济指标的基础上 ， 推荐油 田 基金项 目国家 自然科 学基金 资助项 目 “ 凝析 气藏相 变渗流机理及其 试井方法”研究 编号5 0 9 7 4 1 2 8 ；国家科技重 大专项 “ 西非 深 水油 田注采参数优化及单 井产能预 测研 究” 编 号2 0 1 1 z x0 5 0 3 0 0 0 5 0 4 。 作者简介邹鸿雁， 1 9 6 0 年生。现从事石油科技信息及工程研究2 C - 作， 高级工程师。E - m a i l z o u h y 6 0 1 6 3 ． c o rn。 5 8 石油钻采工艺 2 0 1 2 年 7月 第 3 4卷 第 4期 的最佳开发方案 ， 并提出方案实施 的具体步骤、 进度 要求及质量要求 。在油气藏开发过程 中， 油气藏 开发方案有着举足轻重的作用。一方面 ， 它是油气 藏开发的纲领性 文件 ；另一方 面， 它是油气藏开发 各主要投资及施工环节的主要依据。油气藏开发方 案具有科学性 、 系统性和实用性 ， 也决定 了其必然具 有权威性 。 1 ． 2 遵守开发方案制定的开发方式 油气 藏开发方 案编制过程 中所规定 的开发方 式 ， 如油气藏能量补充方式及时机 、 地面系统等一般 是 由油气藏类型 、 当前工程技 术水平及在类似油气 田的开发经验 、 本油田经济技术条件等确定的， 具有 科学性及可靠性 ， 实施 中要按方案执行 ， 尤其在开发 初期是要按方案执行。 1 ． 3 遵守开发方案制定的开发策略 同样 ， 油气藏开发方案编制过程 中所规定的开 发策略 ， 如开发层系划分、 钻井方式 、 完井方式 、 举升 方式 、 初期配产 、 储层增产措施等也要考虑本油气藏 的特征及 国内外 同类 型油气 田技术应用状况 ， 因此 也具有科学性及可靠性 ， 尤其在开发初期是要按方 案执行。比如 ， 对于一些复杂油气 田， 采用滚动开发 策 略 。 ， 即总体规 划 ， 分步实施 ， 边开发 、 边深化认 识 、 边调整 ， 使得油气 田开发早见效 、 少失误 、 整体最 优。在方案实施过程 中应该执行这种开发策略 ， 在 开发过程 中调整优化。 1 ． 4 遵守开发方案制定的开发技术 油气 藏开发方 案编制过程 中所规定 的开发技 术 ， 如合 理井 网井距 、 井 型、 采油速度 、 投产次序等 ， 也要考虑油气藏类型 、 储层构造特点 、 当前工程技术 水平 、 本 油 田经济技术条件及在类似油气 田的开发 经验等， 具有科学性及可靠性。例如， 合理的井网井 型要考虑 根据砂体分布 的形态和尺度 、 储量丰度 的 大小 、 渗透率的高低和水驱控制程度的要求等条件 ， 综合考虑经济可行性和 系统性 ， 在开发初期要按方 案确定的井 网类型执行。 1 ． 5 肯定 开发方案 中对地质 、储层 、流体等 的主 要认 识 油气藏开发方案中对地质、 储层、 流体的认识是 在二维或三维地震 资料处理及解 释成果 、 探井钻采 资料 、 取心及分析化验资料、 测井及 地层测试情况 、 试 油试气试水成 果的基础上 ， 对储层构造 、 沉积相 带 、 储层渗透率 、 孑 L 隙度 、 相对渗透率 、 压缩性等进行 的全面分析 。在勘探开发初期 ， 开发方案 中对地 质 和储层描述具有科学性和可靠性， 也是制定开发方 式和技术政策的基础。 1 ． 6 遵守开发方案制定的其他确定性的方法 油气 田开发方案编制过程 中对 HS E和经济评 价等也做 了相关 的规定。 比如 HS E一 般要 考虑环 境危 害因素、 生产工 艺危害 因素 、 主要 防护技 术对 策 、 应 急保 障体系管理及运行 等；经济评 价主要进 行总投资估算， 财务内部收益率、 财务净现值、 投资 回收期等主要财务指标的计算， 敏感性与抗风险能 力分析等。这些规定具有很强 的科学性和实用性 ， 尤其在勘探开发初期要按方案实施。 2 复杂油气藏开发方案实施 中的弹性原则 2 ． 1 复杂油气藏引起开发方案编制偏差的因素 2 ． 1 ． 1 储 量评价偏差在油气藏开发方案编制时 ， 计算 的储量会有一定误差 ， 甚 至较 大误差。因为在 该阶段依靠有 限的探井与评价井 的测井 、 试油结果 和地震资料 ， 储层面积 、 厚度 、 孔隙度 、 含油 气 饱和 度 、 原始地层温度和压力等资料缺乏准确性 ， 据此计 算的储量误差难 以避免 。 2 ． 1 ． 2 井型选择偏差在油气藏开发方案制定 中， 需要考虑到复杂油气藏地质构造多元变化 、 储层非 均质性特征及流体特 征等 的不确定性 ， 由于初期对 储层地质特征认识不足 ， 对井型的选择会有一定 的 偏差 。例如 ， 在编制开发方案时， 尚未发现油气藏 中 隔夹层发育 ， 则会误认为水平井 、 分支井 比直井更具 有优势 ， 然而在实际开发过程 中， 一旦发现隔夹层众 多， 则应调整为直井开发。 2 ． 1 ． 3 井距确定偏差合理井距需要根据采油 气 速度 ， 采用最 少 的井数 ， 最 大限度地控 制住地下储 量。井距的确定过程 中， 需要对储层 岩性 、 物性 、 沉 积相 、 流体性质等进行分析 ， 利用实验数据及试油试 采数据确定储层参数 ， 如渗透率 、 储层厚度 、 单井控 制储量 、 储层非均质程度 和边界性质等 。复杂油 气藏中透镜体发育 ， 横 向连通性 ， 试油 、 试气 的井数 据获取和资料解释 的误差 ， 以及流体认识 的不足等 问题 ， 都会造成井距确定偏差 。 2 ． 1 ． 4 油气井产能预测偏差在油气藏开发方案编 制时 ， 由于对储层地质认识程度有限， 仅以有 限的地 震 、 探井 、 试采 和岩心分析等资料预测 产能， 并且获 取的数据资料也存在一定 的误差 ， 因此产能预测将 会出现一定 的偏差 。此外 ， 产能预测所基于的油 气藏模型过于理想 ， 产能预测方法多是基于边界规 则、 均质、 渗透率恒定 、 达西渗流这一理想模型而建 立的。然而 ， 复杂油气藏 的储层往往具有不规则的 边界 、 非均质性 、 边底水等 特征 ， 开发过程 中渗透率 还呈现出四维性 ， 渗流特征表现出高速非达西、 低 邹鸿雁等复杂油气藏开发方案 实施 中的刚性及弹性原则 5 9 速非达西或气体滑脱效应 ， 这些是 目前的产 能预测 方法难以全面考虑的， 所 以也会导致产能预测偏差。 2 ． 1 ． 5 配产偏 差 造成配产偏差主要来源于储量评 价 、 边 底 水评价和储层损 害预测 、 市场需求预测 等方面的偏差。若 编制开发方案时对边 、 底水 的位 置和规模等认识不清 ， 配产偏差较大 ， 就可能会导致 边 、 底水推进过快 ， 影响最终采收率 。 ；若编制开发 方案 时未考虑到储层胶结疏松问题 ， 那么在实际生 产 中， 可能有出砂现象 ；若编制配产方案时对市场 需求的预测不准确， 那么在实际开发过程中， 需要根 据实际的市场需求变化做出一定 的配产调整 。 2 ． 1 ． 6 采收率预测偏差采收率的预测与油藏地质 特征及开采技术有关 ， 其预测偏差难 以避免。对 于 开发初期的油气藏 ， 受生产动态资料缺乏 的限制 ， 地 下油气黏度测定 的不确定性 ， 采收率计算 容易出现 偏差 ；对于复杂油气藏 ， 地质构造形态认识难度大 ， 岩石的表面特征不同、 裂缝发育程度差异 、 岩石的孔 隙结构不 同、 储层渗透率不 同等都直接影 响着采收 率的大小认识上的偏差， 容易影响流体分布特征的 判断和开采方式的确定 ， 最终影响采收率的确定 。 2 ． 2 建立开发方案不确定性应用技术的灵活性原则 鉴于开发方案设计阶段钻遇的井少， 生产 的井更 少 ， 动静态数据都少 ， 在诸多方面 的数据存在不确定 性 ， 且地质模型精度有 限， 可能影响开发指标预测结 果的准确性 ， 在方案实施中， 应该有适时调整的意识 。 2 ． 2 ． 1 基 于储量不确定性的方案 实施弹性原则 1 储量不确定性对产能预测 的认识。当反映产 能的产量 、 井 口压力 、 累产 、 采 出程度等随时间变化 明显 与开发方 案差异较大时 ， 应该考虑开发方案 中 的储量计算有误。 2 实际产能与开发方案差异较大时生产工作制 度优化原则 。当实际产能与开发方案差异较大时 ， 对于继续按照开发方案配产会引起像产水 、 出砂 、 脱 气 、 反凝析的现象时 ， 应该通过更改配产验证储量 ， 并寻求合理的配产等 ， 建立合理的生产制度 。 3 实际产能与开发方案差异较大时重新评价储 量 ”。实际产能与开发方案差异较大时， 应重新评 价储量。利用不 断增多 的开发动态及静态资料 ， 采 用静态与多种动态储量评 价方法进一步评价储量 ， 并及 时修正开发参数。 2 ． 2 ． 2 基于油 气 水界面不确定性的方案 实施 弹性 原 则 1 基于多井生产油 气 水 比评价油 气 水界 面不确定性 。如果实际生产油 气 水 比明显与方案 设计差异 ， 则应考虑油 气 水界面确定有误 ， 不宜继 续执行方案中生产工作制度 。 2 基于不 同生产压差下生产油 气 水 比评价 油 气 水界面不确定性。如果实际生产油 气 水 比明显与方案设计差异 ， 可 以分析各生产井生产压 差差异性 ， 进一步评价油 气 水界面。 3 基于油 气 水界面不确定性优化生产压差 。 基 于新的油 气 水界面认识 ， 应该及时修正方案中 的生产工作制度 ， 体现方案执行 中的弹性原则 ， 改善 开发效果。 2 ． 2 - 3 基 于储层非均质性不确定性的方案 实施弹性 原 则 1 当实际产能与开发方案差异较大时应该研究 储层是否存在非均质性 ， 据此调整生产工作制度 ， 并 修正产能方程 。 2 对 于复杂储层 ， 如果开发井试气试采与开发 方案差异较大 ， 应该考虑储层非均质性 ， 确认后继续 或调整开发方案。 3 基于储层非均质性不确定性实时调整井型与 井距。随着油气 田开发储层空间展布的认识逐步深 化 ， 为避免断层和地面障碍物的影响， 要综合调整注 采井别 、 射孔层位及断层 、 隔层变化位置 ， 及时调整 井型与井距 。 3 实例分析 某 x油 田带油环底水的凝析气藏 ， 根据邻井测 试资料及本井测井资料 ， 认为储层油气水分布特征 如图 1 所示。为此拟在气层上部布水平井 A开发。 图 1 A 井眼 轨 迹 与 地 层 关 系 式 1 为常用临界水锥产量与射孔段位置关系 式 ， 采 用本井相关数据 计算 ， 当水 平井产气量低 于 81 0 m。 ／ d时 ， 水锥进不明显。 0 ． 0 8 6 4 k g A p g h 一b “ g 。 一 1 l n ． e 式 中， g 。 。 为 临界水 气 值产 量 ， m ／ d ； 为渗 透 率 ， mD；A P w 为 流 体密 度 差 ， k g ／ m ；h为液 柱 高 度 ， m；B 为气体体积系数 ， m ／ m ； 为气体黏度 ， m Pa S 石油钻采工艺2 0 1 2年 7月 第 3 4卷 第 4期 然而 ， 由于该地层测井 电阻率异常， 实际油气水 分布与测井解 释差异大 ， 致使生产过程生产参数差 异很大。下表给出了生产一年的原方案预测值 与实 际值。由表 1 可以看 出， 由于地层水过早侵入 ， 产能 大幅度降低。 表 1 方案预 测值 与实际值对 比 图 2 A 井 生产 动 态 曲线 4结论 1 油气藏开发方案是油气 田开发中的纲领性文 件 ， 方案 的实施具有权威性及原则性 ， 但是考虑到方 案制定过程 中依据的探井及评价井资料 的有限性及 某些不确定性 ， 则在方案实施过程既应有刚性部分 ， 也应有弹性部分。 2 一般情况下 ， 开发方案制定与涉及的开发方 式 、 开发策略 、 开发技术 、 储层物性 、 温度压力分布及 流体相态等在早期开发 中具有可靠性 ， 应属于刚性 执行的内容 。 3 对于复杂油气藏 的开发方案 ， 引起方案编制 偏差的因素 主要为储量评价、 井型选择 、 井距确定 、 油气井产能预测 、 配产及采收率预测 ， 在开发方案实 施过程 ， 根据油气藏工程理论及方法 ， 适时调整原方 案中的措施及部署是非常必要的。 参考文献 [ 1 ] 李士伦 ． 气藏开发方案设计 [ M ]． 北京石油工业出 版 社 ． 2 0 0 6 ． [ 2] P A R KE A Di c k e y ． P e t r o l e u m d e v e l o p me n t g e o l o g y l M j ． Pe nn we l lBo o ks， Tul s a， 1 981 5 7 9 0． [ 3]MI AL L A D． R e s e r v o i r h e t e r o g e n e i t y i n fl u v i a l s a n d s t o n e l e s s o n s f r o m o u t c r o p s s t u d i e s l J j． A AP G， 1 9 8 8 ， 7 2 6 6 82 69 7． [ 4] A R P S J J ． R e a s o n s f o r d i f f e r e n c e s i n r e c o v e r y e ffic i e n c y [ R] ． S P E ， 1 9 7 0 4 9 ． 5 4 ． [ 5 ] 邹鸿雁 ． 复杂油气藏开发方案编制中的弹性原则 [ J ]． 油气藏评价与 开发 ， 2 0 1 2 ， 2 7 5 7 7 ． [ 6 ] 刘超 ． 渤海 A油田基础地质研 究与开发方案设 计 [ D] ． 北京 中国石油大学 ， 2 0 0 7 ． [ 7] 姜汉桥 ， 姚军， 姜瑞忠 ． 油藏_ 7 - 程原理与方法[ M] - 东营 石油大学 出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 8] 黄炳光 ． 气藏工程与动态分析方法 [ M]． 北京石油 工 业 出版 社 ． 2 0 0 4 ． [ 9] 张卫 国， 李云波， 李相方 ． 气藏开发过程 中渗流可逆性 研 究 [ J ] ． 天然气工业 ， 2 0 0 7 ， 2 7 6 8 5 8 7 ． [ 1 0] 雷征 东， 李相方， 程时清 ． 考虑拖曳力的出砂预测新模 型及应用 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 0 6 ， 2 8 1 6 9 7 2 ． [ 1 1 ] 石德佩， 李相方， 刘一江 ． 考虑相变的凝析气井产能方 程 [ J ]． 石油钻采 工艺， 2 0 0 6 ， 2 8 4 6 8 ． 7 0 ． [ 1 2] 王志伟， 李相方， 童敏， 等 ． 基于凝析气相 变的凝析油 聚集规律 [ J ] ． 石油钻采工艺 ， 2 0 0 5 ， 2 7 4 4 8 5 0 ． [ 1 3 ] 童敏， 李相方， 李敬松 ． 毛细管压力对凝析 气相态的影 响研究 [ J ]． 石油钻采工艺， 2 0 0 4 ， 2 6 5 4 1 4 4 ． 修 改稿收到 日期2 0 1 2 - 0 5 2 7 [ 编辑付丽霞 ] n g b_I ＼ 峨 ．． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．． ． ． ．【 O 0 0 ∞ ∞ c u J ＼ 账